2022/2023
Магнетизм и спинтроника
Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»
Статус:
Майнор
Кто читает:
Департамент электронной инженерии
Когда читается:
1, 2 модуль
Охват аудитории:
для всех кампусов НИУ ВШЭ
Язык:
русский
Кредиты:
5
Контактные часы:
56
Программа дисциплины
Аннотация
Человечество собирает знания о магнитных явлениях не меньше 3.5 тыс. лет. Магнитные свойства присущи всем материальным образованиям. Развитие техники требует все новых магнитных материалов подчас с принципиально новыми свойствами, обладающих сочетанием определенных характеристик: магнитных, упругих, электрических. Магнетизм – квантовое кооперативное явление. На основе квантовой механики построен прочный теоретический фундамент магнетизма. Тем не менее, магнетизм до сих пор остается интенсивно развивающейся областью физики, в которой возникают новые экспериментальные факты и развиваются новые направления. Особого рода эффекты наблюдаются в низкоразмерных магнетиках, в которых несмотря на наличие большого числа магнитных ионов, магнитного упорядочения не происходит вплоть до Т = 0 К. В курсе рассмотрены вопросы природы магнетизма, физические свойства в магнитоупорядоченных веществах и в низкоразмерных магнитных соединениях. Курс рассчитан на студентов, желающих получить современные представления о магнитных явлениях. Магнетизм - это принципиально квантовое явление основанное на свойстве электронов обладать спиновым и собственным, связанным с ним, магнитным моментом. Манипуляции спином вместо (или вместе) заряда электрона лежат в основе спинтроники. Управление сверхпроводящими токами путем манипуляции спином реализуются в сверхпроводниковой спинтронике. Спинтронные устройства уже успешно используются современной электронной промышленностью, в то время как устройства сверхпроводниковой спинтроники пока находятся в стадии научной разработки. Оба быстро развивающихся направления призваны решить насущные проблемы современной электроники, такие как энергоэффективность, быстродействие, миниатюризация, и, наконец, реализация новой парадигмы - квантовых вычислений. В курсе будут обсуждаться основные устройства, идеи, и подходы этих современных направлений.
Цель освоения дисциплины
- Целью курса является формирование современных представлений в области магнетизма и спинтроники.
Планируемые результаты обучения
- знает методы исследования магнитоупорядоченных состояний;
- знает основные особенности магнитных взаимодействий в низкоразмерных магнитных системах; знает свойства ряда низкоразмерных магнитных систем: димеров, спиновых цепочек, спиновых лестниц, двумерных магнитных систем.
- знает основные принципы и методы работы устройств спинтроники.
- знает современные представления в области магнетизма, механизмы реализации магнитоупорядоченного состояния и магнитные свойства магнетиков;
Элементы контроля
- КоллоквиумКоллоквиум проводится в конце первого модуля. Тема коллоквиума - Магнетизм
- Тест
- ЭкзаменЭкзамен проводится в конце 2-ого модуля. Студент в SmartLMS получает билет, состоящий из двух вопросов по темам 1 и 2. После подготовки к ответу, проводится устный опрос (онлайн).
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Магнетизм и химическая связь, Гуденаф, Д., 1968
- Теоретическая физика. Т. 5: Статистическая физика: Ч. 1, Ландау, Л. Д., 2013
- Теоретическая физика. Т.3: Квантовая механика (нерелятивистская теория), , 2002
- Теоретическая физика. Т.5, Ч. 1: Статистическая физика, Ландау, Л. Д., 2005
- Теоретическая физика. Т.8: Электродинамика сплошных сред, , 2003
Рекомендуемая дополнительная литература
- Магнетизм : магнитные свойства диа-, пара-, ферро-, антиферро-, и ферримагнетиков, Вонсовский, С. В., 1971
- Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. Т. 1: ., Крупичка, С., 1976
- Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. Т. 2: ., Крупичка, С., 1976
- Эффективное поле в теории магнетизма, Смарт, Дж., 1968